113年:放射基礎(2)

局部右腎動脈半徑縮減50%,對該處血流量變化的敘述,下列何者正確?

A較正常情況下降1/2
B較正常情況下降1/4
C較正常情況下降1/8
D較正常情況下降1/16

詳細解析

本題觀念:

本題測試的是流體力學中的「泊肅葉定律」(Poiseuille's law)在血行動力學(Hemodynamics)上的應用。該定律描述了在圓柱形管道(如血管)中,流體的體積流率(即血流量)與管道半徑、長度、流體黏滯度以及管道兩端壓力差之間的關聯性。

選項分析

根據泊肅葉定律,血流量(QQ)的公式為: Q=πΔPr48ηLQ = \frac{\pi \Delta P r^4}{8 \eta L}

  • QQ:血流量(Blood flow)
  • ΔP\Delta P:血管兩端的壓力差(Pressure gradient)
  • rr:血管的內半徑(Radius)
  • η\eta:血液的黏滯度(Viscosity)
  • LL:血管的長度(Length)

從公式中可以看出,血流量(QQ)與血管半徑(rr)的四次方成正比(Qr4Q \propto r^4)。這代表血管半徑的微小變化,會對血流量產生極大的指數型影響。

本題設定右腎動脈局部半徑縮減 50%,即新的半徑 r=0.5rr' = 0.5rr=12rr' = \frac{1}{2}r。 將新半徑代入關係式中: Q(r)4=(12r)4=116r4Q' \propto (r')^4 = \left(\frac{1}{2}r\right)^4 = \frac{1}{16}r^4 因此,新的血流量 QQ' 將會變成原本正常情況下的

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